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Il protocollo I²S e il cavo Supreme HDMI MKII

supreme hdmi ricable

Nell’ultimo articolo pubblicato sul nostro blog settimana scorsa abbiamo scritto a proposito delle novità Ricable rilasciate verso la fine del 2022. Tra queste, ce n’era una che ha destato forse più curiosità che le altre: il cavo Supreme HDMI 2.0b MKII. Perché? Perché, come abbiamo spiegato nell’articolo, si tratta di una versione aggiornata di una tecnologia sorpassata: l’HDMI 2.0. Tanto è vero che nel catalogo Ricable è presente Visus, un cavo HDMI 2.1. Dunque, quale è il senso di portare delle novità a un cavo (in teoria) sulla via del tramonto? La risposta è univoca: protocollo I²S. Numerosi test e feedback dei clienti hanno infatti dimostrato come il cavo Supreme sia particolarmente prestante quando si parla di questo protocollo. Ma scopriamo insieme qualcosa di più a proposito di quest’ultimo.

Cavo di rete o cavo HDMI?

Inizialmente il protocollo I2S era diffuso soprattutto con cavi dotati di connettore RJ-45, quello comunemente utilizzato per i cavi di rete. In seguito, il trasferimento dati I2S tramite cavo HDMI ha preso (e sta prendendo) sempre più piede. Ma è solo una questione di praticità o c’è anche un aspetto tecnico alla base di questa scelta? In base a test effettuati da alcune aziende produttrici di elettroniche Hi-Fi, la seconda risposta pare essere quella giusta. Infatti il segnale che passa per i cavi di rete è a bassissima tensione. Ciò rende il segnale estremamente sensibile al rumore. Per questo, l’ideale sarebbe l’utilizzo di cavi tra i 5 e i 30 cm. Oltre questa (ridotta) misura, è probabile sentire disturbi e rumore. L’I2S, originariamente, era stato infatti concepito per collegamenti corti dentro il case. La connessione HDMI I2S, invece, sfrutta il segnale digitale elettronico LVDS, che ha una maggiore immunità al rumore e può essere trasportato correttamente su una lunghezza maggiore. Dulcis in fundo, l’HDMI offre una connessione bilanciata rispetto al cavo di rete e, sempre rispetto a quest’ultimo, un collegamento dalla densità di dati elevatissima (più di 50 Gbps).

Il problema della piedinatura HDMI

Negli anni, in tanti hanno provato a implementare nelle proprie elettroniche una connessione I2S, ognuno con standard diversi. Solo recentemente pare che si stia giungendo a un compromesso tra i costruttori di elettroniche Hi-Fi, e questo compromesso si chiama proprio HDMI. L’HDMI infatti è una connessione comoda, con uno standard connettivo definitivo e una vasta scelta in termini di mercato. C’è però un problema tutt’altro che secondario da precisare, e per cui sarebbe necessaria al più presto un’omologazione generale. Si tratta della piedinatura.

Nell’immagine sono mostrate due piedinature HDMI differenti per veicolare il segnale I2S (sono invertite le polarità dei due canali). Il punto è che i costruttori non si sono accordati in alcun modo su quale sia la piedinatura standard, dunque, allo stato attuale delle cose, se connettete due elettroniche di diverse marche tramite I2S, è possibile che il collegamento HDMI non funzioni.

piedinatura HDMI I2S

Questo non succede per qualche problema legato al cavo o alle elettroniche, ma per questa semplice (ma fondamentale) mancanza di un accordo tra un costruttore e l’altro. In conclusione, non c’è davvero nessuna garanzia che questa connessione funzioni tra due elettroniche di costruttori diversi. Che cosa possiamo fare perché tutto fili liscio? Ci sono degli adattatori, in commercio, in grado di modificare la piedinatura. Ma un audiofilo sa bene come, nel proprio impianto, meno “intermediari” ci sono, meglio è. La soluzione, unica e semplice almeno sulla carta, è che i costruttori trovino uno standard da rispettare per la piedinatura. Aspettando quel giorno, il consiglio che possiamo darvi per evitare di comprare un cavo HDMI per il protocollo I2S al buio è quello, banalmente, di connettere le due elettroniche con un cavo HDMI che già possedete, anche da due soldi. La qualità della connessione sarà rivedibile, ma così facendo almeno avrete la certezza che la piedinatura degli ingressi HDMI delle vostre elettroniche sia la stessa.

I²S o I²C? Facciamo una distinzione

La quantità di acronimi che ha invaso il nostro linguaggio a volte è davvero eccessiva. Anche per quanto riguarda l’alta fedeltà audio e video. Dunque può essere che qualche volta vi sia capitato di leggere I2S (Inter-IC Sound) pensando che magari si trattasse di un errore di battitura al posto di I2C (Inter-Integrated Circuit), termine più diffuso. E non sarebbe stato completamente sbagliato. Infatti c’è una relazione tra questi due protocolli. Entrambi sono stati realizzati da Philips Semiconductors (ora NXP) ed entrambi cominciano con “I2” perché destinati alla comunicazione tra circuiti integrati. Tuttavia, I2S è stato rilasciato dopo I2C. Un’altra differenza è che l’I2C è un’interfaccia generica, mentre il protocollo I²S è progettato per il trasporto di dati audio. La “S” della sigla, infatti, sta per suono.

philips nxp

Come è nato il protocollo I²S?

Il protocollo I2S è stato creato negli anni Ottanta, nel frangente in cui il digitale stava cominciando a prendere piede nel mercato dell’audio di consumo. In particolare, la vecchia Philips Semiconductor (che ne possiede tutt’oggi la proprietà) ha introdotto questo standard nel 1986, e la prima revisione è stata fatta il 5 giugno 1996. L’ultima, invece, è decisamente più recente e datata 17 febbraio 2022. La prima versione del bus I2C permette di trasmettere fino a 100 kB/s. Nel 1998 la velocità è stata portata fino a 3,4 Mbit/s. L’obiettivo dichiarato fin dall’inizio è stato quello di facilitare lo sviluppo e l’assemblaggio delle elettroniche audio attraverso un’interfaccia standard di trasmissione di dati digitali tra DAC, filtri digitali, processori di segnale digitale e altri circuiti integrati. Inoltre è intrinsecamente un protocollo a due canali, dato che è stato progettato per il suono stereofonico.

A cosa serve e da che cosa è costituito il protocollo I²S

L’I²S è un’interfaccia standard bus usata per connettere tra loro elettroniche audio. Il protocollo è usato per trasferire dati audio PCM tra i circuiti integrati in un dispositivo elettronico. Il bus I²S separa i segnali di clock e di dati seriali, comparendo così in ricevitori più semplici rispetto a quelli richiesti per sistemi con comunicazioni asincrone che hanno bisogno di recuperare il clock dal flusso di dati. La specificità dell’I2S è dunque permettere una riduzione delle fluttuazioni del segnale nell’asse temporale (il jitter), separando il clock dagli altri dati. Il protocollo I²S delinea dunque un tipo specifico di comunicazione audio PCM digitale con parametri definiti nelle specifiche Philips.

Il bus consiste di almeno tre linee:

  • Linea clock
  • Linea selezione parola (word select, WS), oppure clock sinistra destra (left right clock, LRCLK)
  • Una linea dati multiplexata

Tuttavia potrebbe includere anche le seguenti linee:

  • Master clock (tipicamente 256 linee di tipo LRCLK)
  • Una linea dati multiplexata per il feedback
timing diagram i2s

Dove viene utilizzato l'I²S

Nel mondo dell’audio l’I2S viene alle volte usato come collegamento esterno tra la meccanica di lettura del CD/DVD/SACD e un dispositivo DAC separato, ma più spesso è presente con la stessa funzionalità di connessione all’interno di uno stesso lettore. Nel primo caso può essere usato come alternativa ai più comuni bus AES/EBU, TOSLINK o S/PDIF. Non esiste però un cavo di interconnessione standard per questa applicazione. Alcuni produttori forniscono semplicemente tre connettori BNC, una presa 8P8C o un connettore DE-9. Altri come Audio Alchemy (ora fallita) utilizzavano connettori DIN. PS Audio, Musica Pristina e Wyred4Sound utilizzano un connettore HDMI. Il produttore olandese Van Medevoort ha implementato Q-link in alcune delle sue apparecchiature, che trasferisce I²S su quattro connettori RCA (dati, MCK, LRCK, BCK). Noi, come Ricable, abbiamo deciso di puntare sull’HDMI: scoprite il nostro cavo HDMI per l’I²S cliccando sul bottone sottostante.

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